package com.atguigu.tree.threadedbinarytree;

public class ThreadedBinaryTreeDemo {

  public static void main(String[] args) {
    // 测试一把中序线索二叉树的功能
    HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
    HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
    HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
    HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
    HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
    HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");

    // 二叉树，后面我们要递归创建, 现在简单处理使用手动创建
    root.setLeft(node2);
    root.setRight(node3);
    node2.setLeft(node4);
    node2.setRight(node5);
    node3.setLeft(node6);

    // 测试中序线索化
    ThreadedBinaryTree threadedBinaryTree = new ThreadedBinaryTree();
    threadedBinaryTree.setRoot(root);
    threadedBinaryTree.threadedNodes();

    // 测试: 以10号节点测试
    HeroNode leftNode = node5.getLeft();
    HeroNode rightNode = node5.getRight();
    System.out.println("10号结点的前驱结点是 =" + leftNode); // 3
    System.out.println("10号结点的后继结点是=" + rightNode); // 1

    // 当线索化二叉树后，能在使用原来的遍历方法
    // threadedBinaryTree.infixOrder();
    System.out.println("使用线索化的方式遍历 线索化二叉树");
    threadedBinaryTree.threadedList(); // 8, 3, 10, 1, 14, 6
  }
}

// 定义ThreadedBinaryTree 实现了线索化功能的二叉树
class ThreadedBinaryTree {
  private HeroNode root;

  // 为了实现线索化，需要创建要给指向当前结点的前驱结点的指针
  // 在递归进行线索化时，pre 总是保留前一个结点
  private HeroNode pre = null;

  public void setRoot(HeroNode root) {
    this.root = root;
  }

  // 重载一把threadedNodes方法
  public void threadedNodes() {
    this.threadedNodes(root);
  }

  // 遍历线索化二叉树的方法
  public void threadedList() {
    // 定义一个变量，存储当前遍历的结点，从root开始
    HeroNode node = root;
    while (node != null) {
      // 循环的找到leftType == 1的结点，第一个找到就是8结点
      // 后面随着遍历而变化,因为当leftType==1时，说明该结点是按照线索化
      // 处理后的有效结点
      while (node.getLeftType() == 0) {
        node = node.getLeft();
      }

      // 打印当前这个结点
      System.out.println(node);
      // 如果当前结点的右指针指向的是后继结点,就一直输出
      while (node.getRightType() == 1) {
        // 获取到当前结点的后继结点
        node = node.getRight();
        System.out.println(node);
      }
      // 替换这个遍历的结点
      node = node.getRight();
    }
  }

  // 编写对二叉树进行中序线索化的方法
  /**
   * @param node 就是当前需要线索化的结点
   */
  public void threadedNodes(HeroNode node) {

    // 如果node==null, 不能线索化
    if (node == null) {
      return;
    }

    // (一)先线索化左子树
    threadedNodes(node.getLeft());
    // (二)线索化当前结点[有难度]

    // 处理当前结点的前驱结点
    // 以8结点来理解
    // 8结点的.left = null , 8结点的.leftType = 1
    if (node.getLeft() == null) {
      // 让当前结点的左指针指向前驱结点
      node.setLeft(pre);
      // 修改当前结点的左指针的类型,指向前驱结点
      node.setLeftType(1);
    }

    // 处理后继结点
    if (pre != null && pre.getRight() == null) {
      // 让前驱结点的右指针指向当前结点
      pre.setRight(node);
      // 修改前驱结点的右指针类型
      pre.setRightType(1);
    }
    // !!! 每处理一个结点后，让当前结点是下一个结点的前驱结点
    pre = node;

    // (三)在线索化右子树
    threadedNodes(node.getRight());
  }

  // 删除结点
  public void delNode(int no) {
    if (root != null) {
      // 如果只有一个root结点, 这里立即判断root是不是就是要删除结点
      if (root.getNo() == no) {
        root = null;
      } else {
        // 递归删除
        root.delNode(no);
      }
    } else {
      System.out.println("空树，不能删除~");
    }
  }
  // 前序遍历
  public void preOrder() {
    if (this.root != null) {
      this.root.preOrder();
    } else {
      System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
    }
  }

  // 中序遍历
  public void infixOrder() {
    if (this.root != null) {
      this.root.infixOrder();
    } else {
      System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
    }
  }
  // 后序遍历
  public void postOrder() {
    if (this.root != null) {
      this.root.postOrder();
    } else {
      System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
    }
  }

  // 前序遍历
  public HeroNode preOrderSearch(int no) {
    if (root != null) {
      return root.preOrderSearch(no);
    } else {
      return null;
    }
  }
  // 中序遍历
  public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
    if (root != null) {
      return root.infixOrderSearch(no);
    } else {
      return null;
    }
  }
  // 后序遍历
  public HeroNode postOrderSearch(int no) {
    if (root != null) {
      return this.root.postOrderSearch(no);
    } else {
      return null;
    }
  }
}

// 先创建HeroNode 结点
class HeroNode {
  private int no;
  private String name;
  private HeroNode left; // 默认null
  private HeroNode right; // 默认null
  // 说明
  // 1. 如果leftType == 0 表示指向的是左子树, 如果 1 则表示指向前驱结点
  // 2. 如果rightType == 0 表示指向是右子树, 如果 1表示指向后继结点
  private int leftType;
  private int rightType;

  public HeroNode(int no, String name) {
    this.no = no;
    this.name = name;
  }

  public int getLeftType() {
    return leftType;
  }

  public void setLeftType(int leftType) {
    this.leftType = leftType;
  }

  public int getRightType() {
    return rightType;
  }

  public void setRightType(int rightType) {
    this.rightType = rightType;
  }

  public int getNo() {
    return no;
  }

  public void setNo(int no) {
    this.no = no;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public HeroNode getLeft() {
    return left;
  }

  public void setLeft(HeroNode left) {
    this.left = left;
  }

  public HeroNode getRight() {
    return right;
  }

  public void setRight(HeroNode right) {
    this.right = right;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + "]";
  }

  // 递归删除结点
  // 1.如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点
  // 2.如果删除的节点是非叶子节点，则删除该子树
  public void delNode(int no) {

    // 思路
    /*
    * 	1. 因为我们的二叉树是单向的，所以我们是判断当前结点的子结点是否需要删除结点，而不能去判断当前这个结点是不是需要删除结点.
    2. 如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点 就是要删除结点，就将this.left = null; 并且就返回(结束递归删除)
    3. 如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点 就是要删除结点，就将this.right= null ;并且就返回(结束递归删除)
    4. 如果第2和第3步没有删除结点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
    5.  如果第4步也没有删除结点，则应当向右子树进行递归删除.

    */
    // 2. 如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点 就是要删除结点，就将this.left = null; 并且就返回(结束递归删除)
    if (this.left != null && this.left.no == no) {
      this.left = null;
      return;
    }
    // 3.如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点 就是要删除结点，就将this.right= null ;并且就返回(结束递归删除)
    if (this.right != null && this.right.no == no) {
      this.right = null;
      return;
    }
    // 4.我们就需要向左子树进行递归删除
    if (this.left != null) {
      this.left.delNode(no);
    }
    // 5.则应当向右子树进行递归删除
    if (this.right != null) {
      this.right.delNode(no);
    }
  }

  // 编写前序遍历的方法
  public void preOrder() {
    System.out.println(this); // 先输出父结点
    // 递归向左子树前序遍历
    if (this.left != null) {
      this.left.preOrder();
    }
    // 递归向右子树前序遍历
    if (this.right != null) {
      this.right.preOrder();
    }
  }
  // 中序遍历
  public void infixOrder() {

    // 递归向左子树中序遍历
    if (this.left != null) {
      this.left.infixOrder();
    }
    // 输出父结点
    System.out.println(this);
    // 递归向右子树中序遍历
    if (this.right != null) {
      this.right.infixOrder();
    }
  }
  // 后序遍历
  public void postOrder() {
    if (this.left != null) {
      this.left.postOrder();
    }
    if (this.right != null) {
      this.right.postOrder();
    }
    System.out.println(this);
  }

  // 前序遍历查找
  /**
   * @param no 查找no
   * @return 如果找到就返回该Node ,如果没有找到返回 null
   */
  public HeroNode preOrderSearch(int no) {
    System.out.println("进入前序遍历");
    // 比较当前结点是不是
    if (this.no == no) {
      return this;
    }
    // 1.则判断当前结点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归前序查找
    // 2.如果左递归前序查找，找到结点，则返回
    HeroNode resNode = null;
    if (this.left != null) {
      resNode = this.left.preOrderSearch(no);
    }
    if (resNode != null) { // 说明我们左子树找到
      return resNode;
    }
    // 1.左递归前序查找，找到结点，则返回，否继续判断，
    // 2.当前的结点的右子节点是否为空，如果不空，则继续向右递归前序查找
    if (this.right != null) {
      resNode = this.right.preOrderSearch(no);
    }
    return resNode;
  }

  // 中序遍历查找
  public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
    // 判断当前结点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归中序查找
    HeroNode resNode = null;
    if (this.left != null) {
      resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
    }
    if (resNode != null) {
      return resNode;
    }
    System.out.println("进入中序查找");
    // 如果找到，则返回，如果没有找到，就和当前结点比较，如果是则返回当前结点
    if (this.no == no) {
      return this;
    }
    // 否则继续进行右递归的中序查找
    if (this.right != null) {
      resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
    }
    return resNode;
  }

  // 后序遍历查找
  public HeroNode postOrderSearch(int no) {

    // 判断当前结点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归后序查找
    HeroNode resNode = null;
    if (this.left != null) {
      resNode = this.left.postOrderSearch(no);
    }
    if (resNode != null) { // 说明在左子树找到
      return resNode;
    }

    // 如果左子树没有找到，则向右子树递归进行后序遍历查找
    if (this.right != null) {
      resNode = this.right.postOrderSearch(no);
    }
    if (resNode != null) {
      return resNode;
    }
    System.out.println("进入后序查找");
    // 如果左右子树都没有找到，就比较当前结点是不是
    if (this.no == no) {
      return this;
    }
    return resNode;
  }
}
